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Gibt es doppelsträngige RNA (dsRNA) in eukaryontischen Zellen?

Gibt es doppelsträngige RNA (dsRNA) in eukaryontischen Zellen?


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Ich weiß, es klingt wie eine dumme Frage. Offensichtlich bilden beispielsweise tRNAs und rRNAs Loops und könnten daher als dsRNAs betrachtet werden… aber werden sie wirklich als solche betrachtet?

Gibt es Beispiele für RNAs in eukaryotischen Zellen, die ausschließlich als dsRNAs betrachtet werden könnten, oder gelten dsRNAs als einzigartig für bestimmte Viren?

Vielen Dank im Voraus für Ihre Hilfe. Ich konnte in meinen Lehrbüchern und im Internet keine eindeutige Antwort auf diese Frage finden, daher hoffe ich, dass Sie mir helfen können.


Ja, dsRNAs sind in eukaryontischen Zellen vorhanden und regulieren verschiedene biologische Prozesse.

Diese Nukleinsäuren sind auch im Zellkern vorhanden und regulieren die Mitose. Eine Veränderung dieser Nukleinsäure könnte sogar zum Zelltod führen.

(Referenz: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25504323/)


Ich werde es sehr, sehr kurz und einfach halten.

dsRNA ist sehr wichtig bei der Regulation der Genexpression auf translationaler Ebene.

In unserem System haben wir spezifische miRNA (Mikro-RNA), die zu einer bestimmten mRNA etwas komplementär ist, und die miRNA-mRNA-Bindung bildet ein doppelsträngiges Molekül, das von unserem System auf zellulärer Ebene abgebaut wird. Es kontrolliert also in gewisser Weise die Translation von mRNA(s).

Weitere Informationen zu miRNA- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6085463/


RNA-Silencing in Pflanzen

Es gibt mindestens drei RNA-Stummschaltungswege, um bestimmte Gene in Pflanzen zum Schweigen zu bringen. Auf diesen Wegen können Silencing-Signale verstärkt und zwischen Zellen übertragen werden und können sogar durch Rückkopplungsmechanismen selbstreguliert werden. Es wurden verschiedene biologische Rollen dieser Stoffwechselwege festgestellt, einschließlich der Abwehr von Viren, der Regulierung der Genexpression und der Kondensation von Chromatin zu Heterochromatin. Wir sind jetzt in einer guten Position, das volle Ausmaß dieser funktionellen Vielfalt in genetischen und epigenetischen Mechanismen der Genomkontrolle zu untersuchen.


<p>Dieser Abschnitt enthält Informationen über die Protein- und Gennamen und Synonyme sowie über den Organismus, der die Quelle der Proteinsequenz ist.<p><a href='/help/names_and_taxonomy_section' target='_top'> Mehr. </a></p> Namen & Taxonomie i

<p>Informationen, die mithilfe automatischer Verfahren aus einer anderen Datenbank importiert wurden.</p> <p><a href="/manual/evidences#ECO:0000313">Mehr. </a></p> Automatische Assertion aus Datenbankeinträgen i


Die Forschungsfragen

Welche miRNAs gibt es?

In den letzten Jahren haben Wissenschaftler identifiziert, welche miRNAs in jeder Art vorkommen. Die meisten bekannten miRNAs wurden durch zufällige Klonierung und Sequenzierung identifiziert. Forscher klonen miRNAs durch Fraktionieren kleiner RNA aus einer Gesamt-RNA-Probe, gefolgt von Klonieren und Sequenzieren dieser kleinen RNA-Moleküle. Es besteht eine geschätzte Chance von 0,01%, mit dieser Methode eine einzigartige miRNA aufzudecken – was die Entdeckungsarbeit sehr zeitaufwändig und mühsam macht. Die noch zu charakterisierenden miRNAs werden in der Regel in weniger untersuchten Organismen und Geweben exprimiert. Neuere Studien haben sich auf die Bioinformatik konzentriert, wo Algorithmen miRNAs basierend auf dem Vorhandensein von Haarnadeln und anderen Strukturen vorhersagen, die mit dem Vorhandensein von miRNAs verbunden sind [4–8].

Welche Gene reguliert miRNA?

Während die miRNA-Charakterisierung ein aktives Forschungsgebiet ist, liegt die Bedeutung von miRNAs in der Identifizierung der Gene und biologischen Wege, die sie regulieren. Man beginnt diesen Prozess, indem man die miRNA-Profile in interessierenden Proben untersucht (d. h. identifiziert, welche spezifischen miRNAs zwischen den Proben hoch- und runterreguliert werden). Spezifische miRNAs wurden bereits mit der frühen Entwicklung, der Zelldifferenzierung, dem Zelltod, Krebs und der Regulierung von Virusinfektionen in Verbindung gebracht, was einige der entscheidenden Rollen veranschaulicht, die miRNAs in der Zellbiologie spielen. Von den 230 Säugetier-miRNAs wurde jedoch bisher nur 10 eine Funktion zugeschrieben, was viele Möglichkeiten zur Entdeckung lässt.

Das MicroRNA-Expressionsprofil umfasst die Extraktion der kleinen RNA-Fraktion aus den Proben (wie normales und krankes Gewebe) und den Vergleich der miRNA-Expressionsniveaus in jedem, beispielsweise durch Array-Analyse. Die Isolierung von miRNAs kann aufgrund der Schwierigkeiten bei der Reinigung dieser kleinen RNAs von größeren Nukleinsäuren sowie anderen kleinen RNAs, einschließlich tRNA, rRNA und Vorläufer-miRNAs, eine Herausforderung darstellen.

Während die meisten kommerziell erhältlichen RNA-Isolierungskits keine kleinen RNAs (<200 nt) erfassen, bietet Ambion zwei Kits an, die speziell für die quantitative Isolierung kleiner RNAs optimiert wurden ( mirVanaT miRNA Isolation Kit) oder kleine RNA und Protein aus derselben Probe ( mirVana PARIS-Kit).

Ein globales miRNA-Expressionsprofil kann durch Microarray-Analyse durchgeführt werden, jedoch sollte nur reife miRNA verwendet werden. Um reife miRNAs aus Vorläufer-miRNA zu isolieren, kann das flashPAGET-System, ein Miniatur-Säulen-Elektrophoresesystem, verwendet werden, um kleine Nukleinsäuren schnell zu reinigen, ohne herkömmliche, zeitaufwendige PAGE-Gele laufen zu lassen.

Das MicroRNA-Array-Profiling wird durch differentielles Markieren der resultierenden miRNA-Fraktionen aus Vergleichsproben mit dem mirVana miRNA Labeling Kit durchgeführt. Die markierten miRNAs werden dann an ein Array hybridisiert, das mit dem mirVana miRNA-Sondenset, das Sonden für alle bekannten miRNAs von Mensch, Maus und Ratte enthält.

Nach der Array-Analyse sollte die microRNA-Expression durch eine sekundäre Methode bestätigt werden, z. mirVana miRNA-Nachweiskit). Sonden für die Northern-Blot- oder Lösungshybridisierungsanalyse können entweder unter Verwendung der mirVana miRNA Sonden- und Marker-Kit oder das mirVana miRNA Sondenbausatz.

Welche Funktion haben spezifische miRNAs?

Die MicroRNA-Funktionsanalyse kann mit Protokollen durchgeführt werden, die denen ähnlich sind, die zur Untersuchung von Standardgenen verwendet werden: Analyse von Messungen phänotypischer Reaktionen oder Reporter-Assays. Die MicroRNA-Aktivität kann hochreguliert werden, um Funktionsgewinn-Phänotypen zu identifizieren, und herunterreguliert oder gehemmt werden, um Funktionsverlust-Phänotypen zu identifizieren. Darüber hinaus können Bibliotheksscreens der miRNA-Up- und Down-Regulation verwendet werden, um Gene zu identifizieren, die durch spezifische miRNAs reguliert werden, sowie um zelluläre Prozesse zu identifizieren, die durch spezifische miRNAs beeinflusst werden.

Die Pre-miRT-miRNA-Vorläufermoleküle und Anti-miRT-miRNA-Inhibitoren werden zur Analyse der miRNA-Funktion verwendet, da sie die spezifische miRNA-Aktivität erhöhen bzw. verringern. Funktionelle Studien erfordern quantitative, phänotypische Assays (z. B. Proteingehalt, Aktivität oder Modifikation der Protein- oder Organellen-Transportzellmorphologie oder Anzahl Zellzyklusstatus Membranpotential-Calciumgehalt usw.), die Veränderungen in einem spezifischen biologischen Prozess als Reaktion auf Up- oder Herunterregulierung der miRNA-Aktivität. Abhängig von bereits vorhandenen Informationen über die potenzielle miRNA-Funktion (z. B. miRNA-Expressionsmuster oder -spiegel in verschiedenen Zelltypen) können einzelne oder eine Reihe von miRNAs gezielt angesteuert und Zellen auf Veränderungen des Phänotyps untersucht werden.

Der pMIR-REPORTT miRNA Reporter Vector ist ein hochsensitives Luciferase Reportervektor, der für die Untersuchung von Interaktionen zwischen miRNA und Zielstellen von mRNA-Transkripten nützlich ist und verwendet werden kann, um die relativen miRNA-Aktivitätsniveaus zu messen. Die Klonierungsstelle in der 3'-untranslatierten Region (3' UTR) des Luciferase Gen ermöglicht es Forschern, potenzielle miRNA-Zielstellen in kultivierten Zellen zu testen. Wenn dagegen miRNA-Zielorte bereits charakterisiert wurden, ermöglicht die Behandlung von Zellen mit verschiedenen Verbindungen oder die künstliche Erhöhung oder Verringerung der miRNA-Aktivität (z.


<p>Dieser Abschnitt bietet nützliche Informationen über das Protein, hauptsächlich biologisches Wissen.<p><a href='/help/function_section' target='_top'>Mehr. </a></p> Funktion i

Fehlende Bearbeitungsaktivität. Es verhindert in vitro die Bindung anderer ADAR-Enzyme an Targets und verringert die Effizienz dieser Enzyme. Kann an dsRNA, aber auch an ssRNA (nach Ähnlichkeit) binden.

Websites

FunktionstastePosition(en)Beschreibung Aktionen Grafische AnsichtLänge
<p>Dieser Unterabschnitt des Abschnitts <a href="http://www.uniprot.org/help/function%5Fsection">Funktion</a> gibt an, an welcher Position das Protein ein bestimmtes Metallion bindet. Die Art des Metalls wird im Feld 'Beschreibung' angegeben.<p><a href='/help/metal' target='_top'>Mehr. </a></p> Metallbindung i 438 Zink PROSITE-ProRule-Anmerkung

<p>Manuell validierte Informationen, die vom automatischen Anmerkungssystem UniProtKB generiert wurden.</p> <p><a href="/manual/evidences#ECO:0000255">Mehr. </a></p> Manuelle Assertion nach Regeln i


<p>Dieser Abschnitt bietet nützliche Informationen über das Protein, hauptsächlich biologisches Wissen.<p><a href='/help/function_section' target='_top'>Mehr. </a></p> Funktion i

Katalysiert die hydrolytische Desaminierung von Adenosin zu Inosin in doppelsträngiger RNA (dsRNA), die als A-to-I-RNA-Editierung bezeichnet wird. Dies kann die Genexpression und -funktion auf verschiedene Weise beeinflussen, einschließlich der mRNA-Translation durch Ändern von Codons und damit der Aminosäuresequenz von Proteinen Prä-mRNA-Spleißen durch Ändern der Erkennungssequenzen der Spleißstelle RNA-Stabilität durch Ändern von Sequenzen, die an der Nuklease-Erkennung beteiligt sind genetische Stabilität im im Fall von RNA-Virus-Genomen durch Änderung der Sequenzen während der viralen RNA-Replikation und strukturabhängige RNA-Aktivitäten wie microRNA-Produktion oder Targeting oder Protein-RNA-Interaktionen. Kann sowohl virale als auch zelluläre RNAs bearbeiten und kann RNAs an mehreren Stellen (Hyper-Editing) oder an bestimmten Stellen (site-spezifisches Editing) bearbeiten. Seine zellulären RNA-Substrate umfassen: Blasenkrebs-assoziiertes Protein (BLCAP), Neurotransmitter-Rezeptoren für Glutamat (GRIA2) und Serotonin (HTR2C) und GABA-Rezeptor (GABRA3). Die ortsspezifische RNA-Editierung von Transkripten, die diese Proteine ​​kodieren, führt zu Aminosäuresubstitutionen, die folglich ihre funktionellen Aktivitäten verändern. Zeigt Bearbeitung auf niedriger Ebene an der GRIA2-Q/R-Site an, bearbeitet jedoch effizient an der R/G-Site und HOTSPOT1. Beeinträchtigt nicht die Polyomavirus-Replikation, bietet aber Schutz vor virusinduzierten zytopathischen Effekten. Essentiell für die Embryonalentwicklung und das Überleben von Zellen und spielt eine entscheidende Rolle bei der Erhaltung hämatopoetischer Stammzellen.

<p>Manuell kuratierte Informationen, für die experimentelle Beweise veröffentlicht wurden.</p> <p><a href="/manual/evidences#ECO:0000269">Mehr. </a></p> Manuelle Behauptung basierend auf dem Experiment in i


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Gibt es doppelsträngige RNA (dsRNA) in eukaryontischen Zellen? - Biologie

MicroRNAs (miRNAs) sind eine kürzlich identifizierte Klasse von zellulären RNAs, die die Proteinexpression auf translationaler Ebene regulieren. Die aktiven, reifen miRNAs sind einzelsträngige RNA-Moleküle mit 1724 Basen, die in eukaryontischen Zellen exprimiert werden und bekanntermaßen die Translation oder Stabilität von Ziel-Messenger-RNAs beeinflussen. Es wird angenommen, dass jede microRNA mehrere Gene reguliert, mit Vorhersagen, dass mehr als ein Drittel aller menschlichen Gene durch miRNA-Moleküle reguliert werden können [1].

Bei Säugetieren wurden bereits Gene identifiziert, die etwa 230 miRNAs kodieren [2]. Interessanterweise sind mehr als 90 % der miRNAs innerhalb der Spezies vollständig konserviert, was darauf hindeutet, dass diese Moleküle gegenüber kleinen Sequenzänderungen empfindlich sind und möglicherweise einem außergewöhnlichen Selektionsdruck ausgesetzt sind. Hier bieten wir einen allgemeinen Überblick über die Analyse von miRNAs und beschreiben einige der spezialisierten Werkzeuge, die helfen können, miRNA-Expression, -Funktion und -Ziele zu beurteilen.

MicroRNAs (miRNAs) sind hochkonservierte regulatorische Moleküle, die in eukaryontischen Zellen exprimiert werden. Kürzlich in Cell veröffentlichte Daten legen nahe, dass die Expression bestimmter Gene stärker von den Mengen regulatorischer miRNAs als von den Mengen der Boten-RNAs abhängt, die die Proteine ​​kodieren [3]. MicroRNAs funktionieren über einen ähnlichen Mechanismus wie kurze interferierende RNAs (siRNAs), da diese beiden Arten von kleinen, einzelsträngigen RNA-Molekülen auf spezifische Boten-RNA-Transkripte abzielen und die Proteinexpression verhindern in den Genomen von Tieren und Pflanzen (Abbildung 1). Angesichts der Bedeutung von miRNAs stellen diese Biomoleküle eine enorme Chance dar, unser Verständnis von Entwicklung, Zellproliferation, Differenzierung, Zellzyklus und Krankheiten (z. B. Krebs und Virusinfektionen) zu verbessern.

Abbildung 1. miRNA-Verarbeitungspfad. (1) miRNAs werden im Zellkern als Teile langer primärer miRNA-Transkripte (Pri-miRNA) mit 5 Kappen und 3 Poly(A)-Schwänzen exprimiert. (2) Die Haarnadelstruktur, die sich wahrscheinlich um die miRNA-Sequenz der pri-miRNA bildet, fungiert als Signal für die Verdauung durch eine doppelsträngige (ds) Ribonuklease (Drosha), um die Vorläufer-miRNA (Pre-miRNA) zu produzieren. (3) Exportin-5 vermittelt den Kernexport von prä-miRNAs. (4) Eine zytoplasmatische dsRNA-Nuklease (Dicer) spaltet die prä-miRNA und hinterlässt 14 nt 3'-Überhänge. Die einzelsträngige reife miRNA assoziiert mit einem Komplex, der dem RNA Induced Silencing Complex (RISC) ähnlich, wenn nicht sogar identisch ist. (5) Der miRNA/RISC-Komplex unterdrückt die Proteintranslation, indem er an Sequenzen in der 3'-untranslatierten Region spezifischer mRNAs bindet. Der genaue Mechanismus der Translationsrepression ist noch nicht definiert. *=reife miRNA-Sequenz

Die Forschungsfragen
Welche miRNAs gibt es?

In den letzten Jahren haben Wissenschaftler identifiziert, welche miRNAs in jeder Art vorkommen. Die meisten bekannten miRNAs wurden durch zufällige Klonierung und Sequenzierung identifiziert. Forscher klonen miRNAs, indem sie kleine RNA aus einer gesamten RNA-Probe fraktionieren, gefolgt von Klonieren und Sequenzieren dieser kleinen RNA-Moleküle (siehe Übersicht über das Klonen von MicroRNA). Es besteht eine geschätzte Wahrscheinlichkeit von 0,01 %, mit dieser Methode eine einzigartige miRNA aufzudecken – was die Entdeckungsbemühungen sehr zeitaufwändig und mühsam macht. Die noch zu charakterisierenden miRNAs werden in der Regel in weniger untersuchten Organismen und Geweben exprimiert. Neuere Studien haben sich auf die Bioinformatik konzentriert, wo Algorithmen miRNAs basierend auf dem Vorhandensein von Haarnadeln und anderen Strukturen vorhersagen, die mit dem Vorhandensein von miRNAs verbunden sind [48].

Welche Gene reguliert miRNA?

Während die miRNA-Charakterisierung ein aktives Forschungsgebiet ist, liegt die Bedeutung von miRNAs in der Identifizierung der Gene und biologischen Wege, die sie regulieren. Man beginnt diesen Prozess, indem man die miRNA-Profile in interessierenden Proben untersucht (d. h. identifiziert, welche spezifischen miRNAs zwischen den Proben hoch- und runterreguliert werden). Spezifische miRNAs wurden bereits mit der frühen Entwicklung, der Zelldifferenzierung, dem Zelltod, Krebs und der Regulierung von Virusinfektionen in Verbindung gebracht, was einige der entscheidenden Rollen veranschaulicht, die miRNAs in der Zellbiologie spielen. Von den 230 Säugetier-miRNAs wurde jedoch bisher nur 10 eine Funktion zugeschrieben, was viele Möglichkeiten zur Entdeckung lässt.

Das MicroRNA-Expressionsprofil umfasst die Extraktion der kleinen RNA-Fraktion aus den Proben (wie normales und krankes Gewebe) und den Vergleich der miRNA-Expressionsniveaus in jedem, beispielsweise durch Array-Analyse. Die Isolierung von miRNAs kann aufgrund der Schwierigkeiten bei der Reinigung dieser kleinen RNAs von größeren Nukleinsäuren sowie anderen kleinen RNAs, einschließlich tRNA, rRNA und Vorläufer-miRNAs, eine Herausforderung darstellen.

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